DE4032279A1

DE4032279A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4032279A1
Application number: DE4032279A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Laufer; Wolfgang Dipl Ing Braun; Dieter Dipl Ing Junger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-04-16
Also published as: DE59108434D1; ES2095952T3; JPH05502494A; WO1992007182A1; JP3167324B2; EP0505522B1; US5273017A; EP0505522A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist durch die DE-OS 37 19 833 bekannt. Dort erfolgt das Füllen des Pumpenarbeitsraumes und das Entlasten vor Beginn und nach Ende der Hochdruckförderung über den Kraftstoffkanal. Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, daß der zuvor durch die Hochdruckbildung im Pumpenarbeitsraum erhitzte Kraftstoff, der zur Beendigung der Hochdruckeinspritzung über das Ventil abge steuert wird, beim anschließenden Saughub zumindest im Umfang des im Kraftstoffkanal vorhandenen Kraftstoffs dem Pumpenarbeitsraum wieder zugeführt wird. Dadurch steigt die Temperatur des Pumpenarbeitsrau mes an und es kommt einerseits zu einer hohen Temperaturbelastung des Magnetventils und andererseits zu last- und drehzahlabhängigen Dichteschwankungen durch unterschiedlich warmen angesaugten Kraft stoff. Weiterhin ergeben sich bei einer somit erhöhten Temperatur im Pumpenarbeitsraum höhere Leckverluste und ein niedrigerer Kompres sionsenddruck wegen der reduzierten Fülldichte, was sich negativ auf die konstruktiv vorgegebene Leistung auswirkt. Es ist auch generell durch die DE-OS 36 12 942 vorgeschlagen worden eine Kühlung des Ven tils vorzunehmen. Diese bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe weist meh rere Pumpenkolben auf, die jeweils einen Pumpenarbeitsraum begren zen. Während eines jeweiligen Saughubs der Pumpenkolben ist der Pum penarbeitsraum mit einem Saugraum verbindbar, in den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter gefördert wird. Während eines jewei ligen Druckhubs der Pumpenkolben ist der Pumpenarbeitsraum mit einem von mehreren Druckkanälen verbindbar, die über Einspritzleitungen mit den Einspritzstellen der Brennkraftmaschine verbunden sind. Der Pumpenarbeitsraum ist über ein elektrisch gesteuertes Ventil mit ei nem Entlastungsraum verbindbar. Durch das Ventil wird der einspritz wirksame Pumpenkolbenhub gesteuert. Zur Kühlung des Ventils strömt beim Saughub Kraftstoff aus dem Saugraum durch einen Innenraum des Ventils in den Pumpenarbeitsraum. Die Abströmung des Kraftstoffs bei der Entlastung erfolgt durch einen Druckraum des Ventils. Eine Durchströmung des Innenraums des Ventils und damit eine Kühlung des Ventils ist somit nur jeweils während des Saughubs eines Pumpenkol bens gegeben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Kraftstoffkanal ständig durchströmt ist und somit die Kühlung des Ventils verbessert und die Temperatur des angesaugten Kraftstoffs gesenkt wird unter Vermeidung der eingangs genannten Nachteile.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter bildungen der Erfindung gekennzeichnet. Durch entsprechende Dimen sionierung der im Anspruch 3 gekennzeichneten Drossel ist die durch den Bypass abströmende Kraftstoffmenge gezielt festlegbar. Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist eine Kühlung des Pumpenarbeits raums erreicht, so daß bei der Verdichtung des Kraftstoffs höhere Drücke erzielt werden können und die Temperatur des über das Ventil abströmenden Kraftstoffs reduziert ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe im Längsschnitt in schematischer Darstellung und

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeich neten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzpumpe in vergrößerter Dar stellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart weist einen in einer Zylinderbohrung 10 einer Zylinderbüchse 11 arbeitenden Pumpenkolben 12 auf, der über eine Antriebswelle 13 von einem aus einem Rollenring 14 und einer Stirn nockenscheibe 15 bestehenden Nockentrieb sowohl in eine hin- und hergehende als auch gleichzeitig in eine rotierende Bewegung ver setzt wird. Die Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein Gehäuse 17 auf, das einen Innenraum 18 begrenzt, der als Saugraum dient und dem von einer Förderpumpe 19 Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird. An einer Stirnseite des Gehäuses 18 ist ein Verteilerkörper 22 in das Gehäuse eingesetzt. Der Pumpenkolben 12 ist in seinem in der Zylinderbohrung 10 angeordneten Endbereich mit einer Verteilernut 23 versehen. Die Zylinderbüchse 11, sowie der Verteilerkörper 22 weisen entsprechend der Anzahl der Zylinder der mit der Kraftstoffein spritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine Förderkanäle 24 auf, durch die Kraftstoff über ein Druckventil 25 und Einspritzleitungen 26 zu den Einspritzventilen an den Zylindern der Brennkraftmaschine gelangen kann.

Der Verteilerkörper 22 weist eine koaxial zur Längsachse 27 des Pum penkolbens 12 sich erstreckende, gestufte Bohrung 28 auf. In die Bohrung 28 ist in deren zum Innenraum 18 weisenden Bereich mit klei nerem Durchmesser die Zylinderbüchse 11 eingesetzt. Die Zylinder büchse 11 ragt in den Innenraum 18 der Kraftstoffeinspritzpumpe und stützt sich mit einem Flansch 29 an einer am Übergang der Bohrung 28 zum kleineren Durchmesser gebildeten Ringschulter 30 zum Innenraum 18 hin ab. Der Flansch 29 der Zylinderbüchse 11 ist in seinem im Bereich der Bohrung 28 mit dem größeren Durchmesser angeordneten Endbereich konisch ausgebildet mit sich zu seinem Ende verjüngendem Querschnitt. Die Zylinderbohrung 10 weist im in der Bohrung 28 ange ordneten Endbereich der Zylinderbüchse 11 einen vergrößerten Durch messer auf.

Im Bereich des größeren Durchmessers der Bohrung 28 ist von der Außenseite her ein elektrisch gesteuertes Ventil 32 eingesetzt, das die Bohrung 28 verschließt. Das Ventil 32 ist beispielsweise als ein Magnetventil ausgeführt. Die Bohrung 28 ist nach außen hin durch zwei mit Abstand zueinander in je einer Ringnut 33 am Außenumfang des Ventilgehäuses 34 eingelegte Dichtringe 35 abgedichtet. In das Ventilgehäuse 34 ist ein Ventilkörper 37 eingesetzt, der mit seinem Endbereich aus dem Ventilgehäuse heraus zur Zylinderbüchse 11 hin heraus ragt und dort zwischen sich und der Zylinderbüchse 11 einen Dichtring 38 einspannt. Der Dichtring 38 ist radial mit kleinem Spiel in einem Absatz, welcher bevorzugt in der Zylinderbüchse 11 angeordnet ist, eingepaßt und kann dadurch Radialkräfte, welche in folge der Druckbeaufschlagung auftreten, aufnehmen und dichtet somit einen andererseits vom Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 10 eingeschlossenen Pumpenarbeitsraum 40 zur Bohrung 28 hin ab. Durch diese Gestaltung wird zwischen dem Ende der Zylinderbüchse 11, dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse 34 ein Ringraum 41 begrenzt. Der Ringraum 41 ist über einen Kraftstoffkanal 42 im Verteilerkörper 22 mit dem Innenraum 18 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden. Vom Ringraum 41 führt durch das Ventilgehäuse 34 eine dem Kanal 42 dia metral gegenüberliegende sich etwa parallel zur Längsachse 27 des Pumpenkolbens erstreckende Bypassleitung 43 ab, in der eine Drossel 44 angeordnet ist. Die Bypassleitung 43 mündet über eine kurze Quer bohrung 46 in einen durch eine zwischen den Dichtringen 35 angeord nete Ringnut im Außenumfang des Ventilgehäuses 34 und der Wand der Bohrung 28 gebildeten Ringraum 48, der wiederum mit einer Querboh rung 49 im Verteilerkörper 22 in Verbindung steht. Die Querbohrung 49 im Verteilerkörper 22 ist über eine Rücklaufleitung 51 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 20 oder der Saugleitung der Förderpumpe 19 verbunden. Der Innenraum 18 der Kraftstoffeinspritzpumpe ist in be kannter Weise ebenfalls über eine Drossel 52 mit der Kraftstoffrück laufleitung 51 verbunden.

Das Ventil 32 weist als Schließglied eine in einer Sackbohrung 56 im Ventilkörper 37 dicht geführte Nadel 57 auf, wobei die Sackbohrung 56 einen im Querschnitt vergrößerten Bereich aufweist, der einen Druckraum 58 bildet. Der Druckraum 58 des Ventils 32 ist über eine Querbohrung 61 sowie eine Längsbohrung 59 im Ventilkörper 37 mit dem Pumpenarbeitsraum 40 verbunden. Die Nadel 57 weist zum Arbeitsraum 40 hin eine konische Dichtfläche 62 auf, die mit einem ebenfalls ko nisch ausgebildeten Dichtsitz 63 der Sackbohrung 56 am Übergang vom Druckraum 58 zur Sackbohrung zusammenwirkt. Im Druckraum 58 weist die Nadel 57 einen Bereich 64 mit vermindertem Querschnitt auf. Der im Pumpenarbeitsraum 40 herrschende Druck wirkt im Druckraum 58 auf beide Stirnseiten des Bereichs 64 der Nadel 57, so daß auf diese keine resultierende Druckkraft wirkt. Bei abgehobener Nadel 57 ist der Pumpenarbeitsraum 40 über die Bohrung 59, die Querbohrung 61, den Druckraum 58 eine weitere Querbohrung 66 im Ventilkörper 37 so wie eine Öffnung 67 im Ventilgehäuse 34 mit dem Ringraum 41 und über diesen und den Kraftstoffkanal 42 mit dem Innenraum 18 verbunden.

Die Öffnungs- und Schließdauer sowie der Öffnungs- und Schließzeit punkt des Ventils 34 wird in Abhängigkeit von verschiedenen Be triebsparametern, wie beispielsweise Drehzahl, Last, usw. gesteuert. Zur Erfassung der Drehzahl sowie der Drehlage der Antriebswelle 13 ist ein Drehgeber 68 vorgesehen. Beim Saughub des Pumpenkolbens 12 ist das Ventil 32 geöffnet und der unter Förderdruck der Förderpumpe stehende Kraftstoff strömt aus dem Innenraum 18 durch den Kanal 42, den Ringraum 41, das Ventil 32 und die Längsbohrung 59 in den Pum penarbeitsraum 40. Zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Förderhub des Pumpenkolbens 12 wird das Ventil 32 geschlossen und im Pumpenar beitsraum 40 wird Hochdruck aufgebaut. In einer bestimmten Drehstel lung des Pumpenkolbens 12 ist die Verteilernut 23 mit einem der För derkanäle 24 verbunden und sobald das Einspritzventil öffnet, strömt Kraftstoff unter Hochdruck zu der betreffenden Einspritzstelle. Zur Beendigung der Hochdruckförderung wird das Ventil 32 geöffnet und der Kraitstoff strömt aus dem Pumpenarbeitsraum 40 durch das Ventil 32 in den Ringraum 41. Von dort strömt ein Teil des Kraftstoffs durch den Kraftstoffkanal 42 in den Innenraum 18 zurück. Ein weite rer Teil des Kraftstoffs strömt durch die Drossel 44 in den weiteren Ringraum 48, durchströmt diesen und die Querbohrung 49 im Verteiler körper 22 und gelangt über die Rücklaufleitung 51 in den Kraftstoff vorratsbehälter 20 zurück. Außerdem strömt aus dem Innenraum 18 über den Ringraum 41, die Drossel 44 und den Ringraum 48 ständig Kraft stoff, da im Innenraum 18 ein höherer Kraftstoffdruck herrscht als in der Rücklaufleitung 51. Durch den Kraftstoffstrom durch die bei den Ringräume 41 und 48 wird das Ventil 32 und die Zylinderbüchse im Bereich des Pumpenarbeitsraum 40 vom kühleren Kraftstoff aus dem Innenraum umspült und damit gekühlt und der erhitzte aus dem Pumpen arbeitsraum im Anschluß an die Kraftstoffeinspritzphase abströmende Kraftstoff in weit geringerem Maß beim Saughub dem Pumpenarbeitsraum wieder zugeführt. Durch eine entsprechende Dimensionierung und Ab stimmung der Drosseln 44 und 52 kann der durch die Ringräume 41 und 48 strömende Kraftstoffstrom zur Erzielung einer gewünschten Kühlung eingestellt werden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem rum penkolben (12), der einen Pumpenarbeitsraum (40) begrenzt, der wäh rend eines jeweiligen Saughubs und während eines gesteuerten Teils des Förderhubs des Pumpenkolbens über einen Kraftstoffkanal (42), der von einem elektrisch betätigten Ventil (32) gesteuert wird mit einem Saugraum (18) verbindbar ist, in den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (20) gefördert wird und der über eine in einem Verteiler (12) angeordnete Verteileröffnung (23) während eines jeweiligen Förderhubes des Pumpenkolbens (12) mit einem von mehreren Druckkanälen (24) verbindbar ist, die über Einspritzleitungen mit den Einspritzstellen der Brennkraftmaschine verbunden sind, wobei die Kraftstofförderung unter Hochdruck in die Einspritzleitungen durch die Schließphase des Ventils (32) bestimmt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß von dem Kraftstoffkanal (42) eine Bypassleitung (43) zu einem Kraftstoffrücklauf (51) zwischen dem Saugraum (18) und dem Ventil (32) abzweigt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) in einer Bohrung (28) in einem Gehäuseteil (22) der Kraftstoffeinspritzpumpe eingesetzt ist und mit der Bohrung (28) zusammen einen Ringraum (48) begrenzt, der mit der Bypassleitung (43) und mit dem Kraftstoffrücklauf (51) verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß stromabwärts der Abzweigung der Bypassleitung (43) von dem Kraftstoffkanal (42) eine Drossel (44) vorgesehen ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeitsraum (40) an seinem Um fang von einer Zylinderbüchse (11) begrenzt ist, die in einer Boh rung (28) im Gehäuseteil (22) angeordnet ist und daß zwischen der Bohrung (28) und der Zylinderbüchse (11) ein Ringraum (41) gebildet ist, der einerseits mit dem Saugraum (18) und andererseits mit dem die Zylinderbüchse (11) umgebenden Ringraum (41) abzweigt.